Сборка машин технологическая организация сборки

7.1. Технологический процесс сборки машин и механизмов

Технологический процесс сборки машин и механизмов представляет собой часть производственного процесса, характеризующуюся последовательным соединением деталей в подгруппы, группы и готовое изделие. Эта часть процесса является совокупностью операций по соединению готовых деталей в определённой последовательности с целью получения машины или механизма, полностью отвечающих установленным для них техническим требованиям.

В машиностроении готовые изделия обычно собирают на том же предприятии, где изготовляют детали для этого изделия. Лишь в тех случаях, когда изделия громоздки (мощные турбины, тяжёлые прессы, подъёмные краны и т. п.) их собирают на месте у потребителя. Однако, даже в тех случаях, когда окончательную сборку машины ведут одновременно с установкой её на фундамент, первоначальную (предварительную) сборку всей машины или отдельных её узлов производят на заводе-изготовителе.

В ряде случаев окончательную сборку машины (комбайна, самолёта и т. п.) на заводе-изготовителе не делают с целью сохранения транспортабельности продукции при железнодорожных перевозках её к потребителю в пределах установленных габаритов.

Первичным элементом всякой собираемой машины, её основой является деталь.

Деталью называют часть машины, в которой нет никаких соединений. Несколько деталей, собранных и скреплённых между собой каким-либо способом, составляют узел.

Узлом называют такую составную часть машины, которая может быть собрана самостоятельно, отдельно от других элементов машины. Если механизм машины не может быть собран отдельно, а образовывается в процессе сборки с другими элементами изделия, то он не может рассматриваться с технологических позиций как узел машины. Он может быть составлен из нескольких деталей или нескольких простых подузлов, связанных между собой посредством крепёжных деталей.

Узел, непосредственно входящий в изделие, называется группой, узел, входящий в изделие не непосредственно, а через группу, называется подгруппой.

На рисунке 7.1 приведены общий вид натяжного ролика в сборе и принципиальная схема этого изделия, расчленённого на составные элементы (детали). Каждый элемент изделия изображён на схеме в виде прямоугольника, в верхней части которого указан номер элемента, в средней — наименование, а в нижней части — количество собираемых элементов.

Базовой деталью, или узлом, называют основной элемент, с которого начинается процесс сборки. В приведённом примере базовой деталью является ось ролика (деталь 4).

В современном машиностроении сборка расчленяется на узловую и общую сборку. Под узловой понимают последовательную сборку подгрупп и групп, а под общей — сборку готовых изделий.

Технологические схемы узловой и общей сборки строят обычно отдельно. В них приводят порядок комплектования узлов и изделия в целом. Такие схемы сборки можно также использовать для оценки технологичности конструкции, так как если схема позволяет выполнить общую сборку из предварительно собранных узлов, то, следовательно, собирать эти узлы можно параллельно, то есть сокращать общий цикл сборки.

Рисунок 7.1 — Схема расчленённого изделия

В приборостроении и аппаратостроении там, где в изделии имеются элементы, образующие электрические и магнитные цепи, различают электрическую сборку и монтажные работы. Особую, весьма сложную часть сборочных работ, составляют регулировочные, наладочные, настроечные и испытательные работы.

Общей сборкой называется та часть технологического процесса сборки, в течение которой происходит соединение и фиксация составляющих изделий групп и подгрупп, входящих в готовое изделие. В результате общей сборки должно получиться готовое изделие, соответствующее всем предъявленным к нему техническим требованиям или техническим условиям.

Соответственно узловой сборкой называется та часть технологического процесса сборки, которая имеет целью образование самих групп и подгрупп, входящих в данное изделие.

Технологический процесс сборки состоит из ряда отдельных операций, среди которых основными являются различного вида операции соединения сопрягаемых элементов изделия путём приведения в соприкосновение их основных и вспомогательных базовых поверхностей. Кроме того, в процессе сборки проверяют или контролируют требуемую точность взаимного положения элементов изделия, внесение, если необходимо, соответствующих исправлений путём регулирования, пригонки или подбора и, наконец, фиксируют правильное положение.

Сборка у токопроводящих соединений отдельных конструктивных элементов и электромагнитных систем являются предметом электрической сборки и монтажа.

В состав монтажных работ входят заготовка соединительных проводов для монтажных схем, изготовление (вязка) жгутов, внутренний электрический монтаж и соединение элементов монтажной схемы.

Далее идут механические, электрические и климатические испытания.

К технологическому процессу сборки относятся также операции, связанные с контролем (проверкой) правильности действия всего изделия или его отдельных узлов.

Сборочные операции часто перемежаются и другими необходимыми по ходу работ операциями, связанными с очисткой, промывкой, пропиткой, окраской и отделкой деталей, узлов или всего изделия в целом. В сборочном цехе выполняют также комплектовочные работы, имеющие весьма важное значение для бесперебойной работы цеха, и некоторые несложные заготовительные операции.

При построении технологического процесса сборки и зависимости от взаимосвязи подгруппы с группой различают подгруппы различных порядков (подгруппы первого порядка, подгруппы второго порядка и т. д.).

Машиностроение и механика

• 
• 
• 

Сборка машин — Технологический процесс сборки

Исходные данные и последовательность разработки технологического процесса сборки

Исходными данными для разработки технологического процесса сборки являются:

♦ годовой объем выпуска изделий и условия осуществления технологического процесса;

♦ сборочные чертежи изделия и узлов, спецификации деталей;

♦ технические условия сборки и испытания изделия;

♦ рабочие чертежи деталей, входящих в изделие;

♦ каталоги и справочники по сборочному оборудованию и технологической оснастке;

♦ образец собираемого изделия (в серийном и массовом производстве);

♦ данные о сборочном производстве, где предполагается собирать изделие.

Разработка технологического процесса сборки производится на основе исходных данных и с учетом основных правил, изложенных в ГОСТ 14.307—73, и включает комплекс взаимосвязанных работ, обычно осуществляемых в следующем порядке.

1. В зависимости от годового объема выпуска устанавливается целесообразная организационная форма сборки. При этом общую трудоемкость сборки изделия ориентировочно определяют методом сравнения с трудоемкостью сборки аналогичных машин.

2. Производят технологический анализ сборочных и рабочих чертежей деталей с позиции отработки технологичности конструкций. Сборочные чертежи при этом должны содержать все необходимые виды и разрезы, спецификации, размеры, выдерживаемые при сборке, зазоры в соединениях, которые должны быть обеспечены при сборке, технические условия.

3. Производят размерный анализ конструкций собираемых изделий с выполнением соответствующих расчетов, устанавливают рациональные методы достижения точности замыкающих звеньев.

4. Выполняют разбивку изделия на сборочные единицы с учетом следующих обстоятельств: выделение того или иного соединения в сборочную единицу должно быть целесообразным как в конструктивном, так и в технологическом отношении; должна быть обеспечена правильная технологическая связь и последовательность сборочных операций; на общую сборку должно подаваться возможно большее число предварительно скомплектованных сборочных единиц и возможно меньшее — отдельных деталей; общая сборка должна быть максимально освобождена от выполнения мелких сборочных соединений и различных вспомогательных работ.

5. Устанавливают последовательность соединения всех сборочных единиц и деталей изделия, составляют схемы общей сборки и узловых сборок изделия.

6. Определяют целесообразную в данных производственных условиях степень концентрации (дифференциации) проектируемого процесса сборки.

7.Определяют наиболее производительные, экономичные и технически целесообразные способы соединения, проверки положений и фиксации всех составляющих изделие сборочных единиц и деталей. Формируют структуру и содержание технологических операций сборки и задают методы контроля и окончательных испытаний изделия.

8. Разрабатывают необходимую для выполнения технологического процесса нестандартную технологическую оснастку.

9. Производят техническое нормирование сборочных работ и рассчитывают экономические показатели процесса сборки.

10. Оформляют техническую документацию процесса сборки.

Основы технологии сборки машин

Технологический процесс сборки машин состоит из ряда опера­ций и переходов, вид и последовательность которых определяются прежде всего конструктивными особенностями машины, ее сбороч­ных единиц и деталей. Для установления последовательности опе­раций составляются схемы сборки: на основе чертежей машины сперва выделяют сборочные единицы и сборочные группы, которые можно собирать независимо и изолированно друг от друга, с тем чтобы затем объединить их на операциях монтажа сборочной еди­ницы и машины.

В каждом сборочном комплекте выделяют базовую деталь, на которой непосредственно или через промежуточные элементы опре­деляют положение всех других деталей и групп деталей, входя­щих в сборочный комплект. Такими базовыми деталями могут быть, например, станины, плиты, рамы, корпуса коробок и т. д.

Разработка схемы сборки является ответственным этапом про­ектирования технологии производства машин. Значение правиль­ного выбора схемы сборки возрастает по мере увеличения мас­штабов производства. При определении последовательности сбо­рочных операций обычно стремятся начать сборку сборочных единиц и изделий с деталей, входящих в наибольшее число раз­мерных цепей, и в первую очередь с наиболее ответственных де­талей.

Технологический процесс сборки складывается из соединения сопрягаемых деталей и сборочных единиц путем приведения в со­прикосновение их основных баз (соединяемых поверхностей); про­верки точности относительного положения и движения собираемых деталей; необходимой подгонки, регулировки с целью получения соединения требуемой точности; фиксации (закрепления) установ­ленных деталей и сборочных единиц в соответствии с конструктив­ными особенностями машины.

В условиях единичного и мелкосерийного производства, когда детали не взаимозаменяемы, применяют метод индивидуальной их пригонки. Такой метод сборки требует слесарной доработки сбо­рочных единиц: притирки, опиливания, шабрения, соосной обра­ботки отверстий и т. д.

В массовом и крупносерийном производстве используется диф­ференциация технологического процесса сборки, под которой под­разумевается деление процесса сборки на элементы для последо­вательного выполнения на одном или нескольких рабочих местах. Дифференциация процесса сборки в определенных пределах обычно является выгодной. Только благодаря расчленению процесса на операции и рациональному распределению их по рабочим местам можно уменьшить трудоемкость сборки на 15. 20 %.

При сборочных операциях используют соответствующие инст­рументы, приспособления и оборудование: в индивидуальном про­изводстве — обычный режущий и измерительный слесарный инст­румент и универсальную оснастку (тиски, струбцины, сборочные столы, стенды) , при серийно-массовом — специальные электрические и пневматические инструменты и приспособления (гайковерты молотки, манипуляторы, сборочные кондукторы, быстродействующие фиксаторы, вращающиеся столы и др.). Могут применяться также прессы, нагревательные устройства, сварочные машины и аппараты, металлорежущие станки и подъемно-транспортное оборудование. После сборки машины подвергаются испытанию и приемке.

Проектирование технологических процессов сборки должно обеспечивать высокий уровень механизации работ, сокращение затрат и облегчение ручного труда, внедрение передовых техноло­гий сборки машин, использующихся на родственных предприятиях и в смежных отраслях промышленности; рациональное использова­ние имеющихся производственных ресурсов; передовые формы организации производства и наиболее прогрессивные, экономичные методы осуществления сборочных операций. При этом необходимо правильно определять режимные параметры процесса сборки (темп, ритм и цикл, коэффициент загрузки рабочего места и др.)

Темпом сборки называется период времени между выходами со сборки двух смежных готовых изделий.

Расчетную численность рабочих на каждой операции опреде­ляют как частное от деления времени, затрачиваемого на опера­цию, на темп сборки и округляют до ближайшего целого числа. Тогда часовая производительность или пропускная способность рабочего места на данной операции

а коэффициент загрузки рабочего места h_{пр =} Т_ш / (t_д К_р)

Здесь К_р — принятое количество рабочих на данной операции; Т_ш— штучное время, мин; t_д — действительный темп сборки, мин.

Ритм сборки — отношение количества собранных изделий к про­должительности их сборки, а время от момента поступления дета­лей на сборку до выпуска собранного изделия называется циклом сборки.

Технология сборки машин

Сборочные работы являются заключительным этапом в производственном процессе изготовления станков и машин. Трудоемкость сборочных работ в машиностроении составляет 20-30% от общей трудоемкости изготовления изделия. От качества выполнения сборочных работ во многом зависят эксплуатационные характеристики станков и машин. Сборку осуществляют путем соединения с заданной точностью относительного положения составных элементов изделия.

Изделием в машиностроении называют любой предмет или набор ряда предметов, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделием может быть любая машина, ее элементы в сборе, отдельные детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для станкостроительного завода изделием может являться станок, автоматическая линия, изготовление крепежных деталей — болтов, гаек и т. д.

Установлены следующие виды изделий:

• детали;
• сборочные единицы (узлы);
• комплексы;
• комплекты.

Деталь – изделие (составная часть изделия), изготовленное без применения сборочных операций. Деталь является первичным сборочным элементом каждой машины.

Сборочной единицей (узлом) называют изделие, составными частями которого являются детали в сочетании со сборочными единицами, которые могут в нее входить. Технологическим признаком составной части является возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Деление изделия на составные части осуществляется по технологическому признаку. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия, составная часть второго порядка – в составную часть первого порядка. Она может разделяться на составные части третьего порядка и детали и т. д. Составная часть высшего порядка разделяется только на детали.

Комплекс – это два и более изделия, не соединенных сборочными операциями, но служащих для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. В комплекс входят изделия, выполняющие основные функции, а также детали, сборочные единицы, предназначенные для выполнения вспомогательных функций, например, монтажа комплекса на месте его эксплуатации.

Комплект представляет собой два и более изделия, которые не соединены посредством сборочных операций. Эти изделия имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например, комплект запасных частей и т. д.

Сборку разделяют на общую и сборочных единиц (узлов). При общей сборке собирают изделие, при сборке сборочных единиц (узлов) – собирают составные части этого изделия. Элемент (деталь), с которого начинают сборку изделия или его составной части, называют базовым. Базовым элементом, например, металлорежущего станка, является станина.

Построение процессов общей сборки и сборки сборочных единиц представляют с помощью технологических схем сборки. Эти схемы показывают структуру и последовательность соединения сборочных единиц в изделие и их составных частей. В единичном, мелкосерийном и серийном производстве сборку сборочных единиц и общую сборку выполняют в сборочных цехах или сборочных участках механосборочных цехов. В крупносерийном и массовом производстве сборку сборочных единиц изделий осуществляют в конце поточных линий. Общую сборку выполняют в сборочном цехе.

В зависимости от характера производства, определяемого размером изделий, трудоемкости сборочных работ и факторов сборка может быть стационарной и подвижной.

Стационарная сборка выполняется на определенном рабочем месте, к которому подают необходимые детали. Существует два вида стационарной сборки:

• сборка по принципу концентрации операций, когда работу выполняют на одном рабочем месте одним рабочим или одной бригадой, которые собирают изделие, начиная с получения деталей и кончая испытанием. Эту форму сборки применяют главным образом при единичном производстве и иногда при мелкосерийном (например, сборка турбин);
• сборка изделия по принципу расчленения операций на узловую и общую сборку, когда сборочные единицы собирают несколько рабочих или бригад одновременно; собранные сборочные единицы подают на общую сборку, где из них специальная бригада собирает изделия. Так собирают металлорежущие станки и автомобили.

В производстве крупных изделий, имеющих значительную массу и большие габариты, применяют поточную сборку на подвижных стендах, при которой рабочий или бригада рабочих выполняют одну и ту же операцию, переходя от одного стенда к другому.

Подвижную сборку выполняют также двумя способами:

• сборка со свободным перемещением собираемого изделия от одной операции сборки к другой с помощью крана, конвейера, тележек на рельсовом пути, рольгангов и т. п.;
• сборка с принудительным передвижением собираемого изделия с помощью конвейера или тележек, замкнутых ведомой цепью.

Участок подвижной сборки может включать рабочие места, на которых выполняется стационарная сборка сборочных единиц и подготовка деталей к сборке.